建筑物理学第二篇建筑光学课后习题答案

第二篇 建筑光学

第七章 建筑光学基本知识

习 题

7-1波长为540nm 的单色光源，其辐射功率为5W ，试求（1）这单色光源发出的光通量；（2）如它向四周均匀发射光通量，求其发光强度；（3）离它2米处的照度。

解：１）对于波长为５４０ｍｍ的查气光视效率是０．９８

则有 lm 7.334698.05683540=⨯⨯=Φ

２）发光强度 cd I 3.26647.3346==ΩΦ=

π

３）照度 lx R

A E 6.6647.33462==Φ=π 7-２、一个直径为250mm 的乳白玻璃球形灯罩，内装一个光通量为1260lm 的白炽灯，设灯罩的透光系数为0.60,求灯罩外表面亮度(不考虑灯罩的内反射)。 解：cd I 5.9941250==ΩΦ=π

22/3046.0)2

25.0(45.996.00cos m cd A I L =⨯=⨯=πα

7-３、一房间平面尺寸为7×15m ，净空高为5m 。在天棚中布置一亮度为500nt 的均匀扩散光源，其尺寸为5×13m ，求房间正中和四角处的地面照度（不考虑室内反射光）。

解：１）正中 6.215135cos 22=⨯⨯==Ωαr A

２）四角地面 359.05)2

15()27(55)215()27(1352

22222=++⋅++⨯=Ω 517.05)215()27(5cos 2

22=++=

i lx i L E 8.92517.0359.0500cos =⨯⨯=⋅Ω⋅=α

7-４、有一物件尺寸为0.22mm ，视距为750mm ，设它与背景的亮度对比为0.25。求达到辨别机率为95%时所需的照度。如对比下降为0.2，需要增加照度若干才能达到相同视度？

解：求视角 1750

22.034403440=⨯==l d α 由于ｃ＝０．２５ 查图７－２２可得

所需照度 Ｅ＝７０ｌｘ

若对比度下降为0.２ 则所需照度 Ｅ＝１２５ｌｘ

7-５、有一白纸的反光系数为0.8，最低照度是多少是我们才能看见它？达到刺眼时的照度又是多少？

解：最低照度 asb E 55

1025.18

.010--⨯== 达到刺眼的照度 sb E 208

.016==

7-６、式说明光通量与发光强度，照度与亮度间的区别和关系？

答：光通量是人眼对光的感觉量为基准的单位；

发光强度是光通量的空间密度；

照度是被照面光通量的密度；

亮度是发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。

7-７、看电视时，房间完全黑暗好，还是有一定亮度好？为什么？

答：房间亮点好。

这是因为人眼的感光细胞分为：杆体细胞和椎体细胞。在亮环境下是锥体细胞起作用，暗环境下是杆体细胞起作用。当房间亮一些时，不会使杆体细胞和椎体细胞交替起作用，可以减少视觉疲劳。同时，房间亮一点可以避免产生

直接眩光。

7-８、为什么有的商店大玻璃橱窗能够象镜子似地照出人像，却看不清里面陈列的展品？

答：这是由于产生二次反射眩光

采取的措施：提高橱窗里商品的表面亮度；

将橱窗玻璃做成倾斜或弯曲。

7-９、你们教室的黑板上是否存在反射眩光（窗、灯具），怎么形成的？如何消除它？

答：存在。是由视野中的光泽表面的反射所产生的。

减小或消除办法：

1、尽量使视觉作业的表面为无光泽表面，以减弱镜面反射而形成的反射眩光；

2、应使视觉作业避开和远离照明光源同人眼形成的镜面反射区域；

3、使用发光表面面积大、亮度低的光源；

4、使引起镜面反射的光源形成的照度在总照度中所占比例减少，从而减少反射眩光的影响。

第八章 天然采光

习 题

8-1、从图8-5中查出重庆７月份上午8：30时散射光照度和总照度。 答：从图上可查出 总照度为38500ｌｘ；

散射光照度为26500ｌｘ

8-２、根据图8-5找出重庆７月份室外散射光照度高于500ｌｘ的延续时间。

答：早上6点到下午6点，延续时间为12小时。

8-３、按例题7-4所给房间剖面，ＣＩＥ标准阴天室外水平照度为10000ｌｘ时，求水平窗洞在桌面上形成的采光系数；若窗洞上装有τ＝0.8的透明玻璃时的采光系数； 若窗上装有τ＝0.5的乳白玻璃时的采光系数。

解：1）%25%10010000

2500%100=⨯=⨯=w n E E C 2）%20%10010000

8.02500%100=⨯⨯=⨯⨯=w n E E C τ

3）%5.12%10010000

5.02500%100=⨯⨯=⨯⨯=w n E E C τ 8-4、会议室平面尺寸为5×7m ，净空高3.6m ，求出需要的侧窗面积并绘出其平、剖面图。

解：由表8-5可知，会议室属III 级采光等级。

由表8-6可知，单侧窗要求窗地比为1/4。则窗户的面积为35/4=8.75米2。

双侧窗要求窗地比为1/3.5。则窗户的面积为35/3.5=10米2。

8-5、一单跨机加车间，跨度为30m ，长72m ，屋架下弦高10m ，室内表面浅色粉刷，室外物遮挡，估计需要的单层钢窗面积，并验算其采光系数。

解：1）由表8-5可知，机械加工车间属III 级采光等级。

由表8-6可知，单侧窗要求窗地比为1/4。则窗户的面积为30×72/4=540米2。 双侧窗要求窗地比为1/3.5。则窗户的面积为30×72/3.5=617米2。

2）验算采光系数

根据设计所选窗户的形式，确定窗户的位置、大小。

由公式 f w c d K K K K K C C ⋅⋅⋅⋅⋅='''min τρ

根据窗户的形式，选取相应的修正系数，算出采光系数的最低值，与采光系数标准值相比较，看是否满足要求。

8-６、设一机械加工车间，平、剖面和周围环境如图8-63，试问（1）该车间在北京或重庆，其采光系数要求多少？（2）该车间长轴走向为南—北或东—西，在采光口选择上有何不同？（3）中间两跨不作天窗行不行？（4）然后根据其中一项条件进行采光设计。

解：1）在北京地区属III 类光气候区，取光气候系数K=1.0

侧面：%20.1%2min =⨯=C

顶部：%30.1%3=⨯=av C

在重庆地区属V 类光气候区，取光气候系数K=1.2

侧面：%4.22.1%2min =⨯=C

顶部：%6.32.1%3=⨯=av C

2）若为长轴为南北向，则采用侧窗为宜；而对于重庆地区，总照度中天